基于馬爾科夫鏈的電主軸無線傳感監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)信道建模研究.pdf

1、目前,高速電主軸已被廣泛應(yīng)用在各種現(xiàn)代機(jī)床上。發(fā)展新型的電主軸狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),對(duì)提高機(jī)床加工精度有著愈發(fā)關(guān)鍵的作用。與無線傳感技術(shù)結(jié)合,直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)信息,是電主軸狀態(tài)監(jiān)測(cè)的最新方向。而要發(fā)展基于無線傳感的電主軸狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),關(guān)鍵是保證無線通信的可靠性。因此,本文著眼于電主軸無線傳感監(jiān)測(cè)的通信信道研究,分析了電主軸旋轉(zhuǎn)信道的特性,為面向電主軸狀態(tài)監(jiān)測(cè)的無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供重要的理論參考。本課題結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51105336)

2、,分析面向電主軸-機(jī)床環(huán)境下的電磁波傳輸特性,并建立基于馬爾科夫鏈的電主軸旋轉(zhuǎn)信道模型。
　　 本文主要分析了機(jī)床.電主軸復(fù)雜反射環(huán)境給無線通信帶來的多徑效應(yīng),以及高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒效應(yīng);在此之上,根據(jù)通信過程收發(fā)機(jī)間是否存在直射信號(hào),將通信過程劃分為視距通信狀態(tài)與非視距通信狀態(tài),并分別使用視距模型與非視距模型進(jìn)行描述;之后,分析了實(shí)際應(yīng)用中電主軸無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的所處環(huán)境,針對(duì)大量障礙物隨機(jī)分布及運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),提出基于馬爾科夫

3、鏈的模型來描述信道視距與非視距狀態(tài)的切換過程,該模型對(duì)不同的無線系統(tǒng)安裝方式和機(jī)床環(huán)境具有很強(qiáng)的適用性。
　　 最后,本文對(duì)電主軸旋轉(zhuǎn)信道模型進(jìn)行仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。課題中提出了模型的仿真方案,并開發(fā)了一套電主軸旋轉(zhuǎn)信道測(cè)試系統(tǒng),進(jìn)行電主軸旋轉(zhuǎn)信道測(cè)試實(shí)驗(yàn).通過實(shí)驗(yàn)中獲取的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了模型參數(shù)擬合與模型驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于馬爾科夫鏈的電主軸旋轉(zhuǎn)信道模型具有較高的準(zhǔn)確性,能反映電主軸旋轉(zhuǎn)信道的傳輸特性,并有較高的實(shí)用意義。